中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作科所解析蕎麥立枯絲核菌抗性分子機(jī)制

4月29日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所特色農(nóng)作物優(yōu)異種質(zhì)資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)利用多組學(xué)方法揭示了茉莉酸誘導(dǎo)的黃酮類(lèi)物質(zhì)代謝參與調(diào)控苦蕎對(duì)立枯絲核菌抗性的分子機(jī)制，為蕎麥抗病分子育種提供了理論基礎(chǔ)和重要基因資源。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表于《植物細(xì)胞（The Plant Cell）》上。
 
　　蕎麥起源中國(guó)，其生育期短、適應(yīng)性強(qiáng)，是我國(guó)高海拔冷涼地區(qū)和彝族等少數(shù)民族聚集區(qū)的重要糧食作物和救災(zāi)填閑作物，也是富含黃酮類(lèi)物質(zhì)蘆丁等活性成分的重要健康食品。蕎麥立枯病是我國(guó)苦蕎主產(chǎn)區(qū)經(jīng)常發(fā)生的病害，嚴(yán)重威脅苦蕎穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)。前期研究發(fā)現(xiàn)從野生蕎麥到栽培蕎麥的馴化過(guò)程中黃酮類(lèi)物質(zhì)含量顯著降低，并且可能與立枯絲核菌的敏感性密切相關(guān)，但是其分子機(jī)制尚不清楚。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)苦蕎核心種質(zhì)資源進(jìn)行抗病性檢測(cè)，結(jié)合全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)研究，鑒定出106個(gè)同時(shí)與黃酮類(lèi)物質(zhì)代謝和抗病性密切相關(guān)的馴化位點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，許多苦蕎茉莉酸合成信號(hào)通路的關(guān)鍵基因受立枯絲核菌侵染后顯著差異表達(dá)。對(duì)該信號(hào)通路關(guān)鍵酶基因FtCYP94C1過(guò)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)黃酮類(lèi)物質(zhì)蘆丁的含量顯著提高，且植株對(duì)立枯絲核菌的抗病性提高。研究還發(fā)現(xiàn)參與黃酮類(lèi)物質(zhì)代謝的絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶受茉莉酸信號(hào)誘導(dǎo)，且與立枯絲核菌毒力蛋白互作，促進(jìn)植物感病。該研究揭示了立枯絲核菌與苦蕎互作的分子機(jī)制，為蕎麥抗病分子育種提供了重要的基因資源。
 
　　作科所助理研究員何毓琦、副研究員張凱旋、已畢業(yè)博士生李世娟、博士生盧翔、已畢業(yè)博士生趙輝、博士后關(guān)超男和黃旭為該論文共同第一作者，周美亮研究員為本文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、三亞崖州灣菁英人才科技專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、歐盟地平線(xiàn)2020計(jì)劃等項(xiàng)目支持。
 
　　文章鏈接： https://doi.org/10.1093/plcell/koad118





日期：2023-05-08